露天矿煤炭自燃的原因及防治(一)

露天矿煤炭自燃的原因及防治(一)

0引言

哈尔乌素露天矿于2008年1月正式成立，地表境界南北宽7.03km，东西长9.59km，面积67.45km2，露天矿境界内可采原煤储量为1710.97Mt，煤层平均厚度为28.8m。其煤质为中灰、低硫、特低磷、高挥发分、中高发热量、灰熔点高的优质动力煤，设计生产能力为年产原煤20.00Mt。露天矿坑内非工作帮下部煤炭于2009年3月份开始自燃发火，严重威胁矿山日常安全生产工作。

1煤炭自燃的危害

1.1自然给露天矿带来边坡稳定问题，增加了日常边坡管理的难度。露天矿的北端帮由于煤的自燃，破坏了原设计的边坡角度，容易发生北端帮台阶塌方、滑坡事故。

1.2由于我矿属于深凹露天矿，煤炭自燃所产生的大量有毒、有害气体很难排出坑外，生产现场作业人员的身体健康受到一定伤害，污染了环境，影响了设备操作人员的视线。

1.3初步统计从2009年3月份至7月份纯燃烧掉的煤炭近1000吨，直接经济损失达50万元。由于煤炭的自燃，给矿山带来了巨大的经济损失。

2煤炭自燃的原因

煤层自燃又称煤层自然发火，是指在没有外来热源的情况下，由于煤自身氧化积热，使煤的温度升高而发生的燃烧现象。煤的氧化和自燃

是基——链反应，即具有自燃倾向性的煤与空气接触，能吸附空气中的氧而在煤的表面生成不稳定的初级氧化物，使煤的化学活性增强，进而煤的氧化速度加快，氧化放热量加大，当热量不能及时散发时，煤温就会逐渐升高，当达到煤的着火点时(300-350℃)，便开始自燃。

煤炭自燃的必要充分条件是：①有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态，堆积厚度一般要大于0.4m。②有较好的蓄热条件。③有适量的通风供氧。氧浓度＞15％时，煤炭氧化方可较快进行。④上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。上述四个条件缺一不可，前三个条件是煤炭自燃的必要条件，最后一个条件是充分条件。

3哈尔乌素露天矿煤炭自燃的防治

为了防止煤炭自燃，须控制煤与氧接触，并降低反应温度，这是煤矿防灭火技术中最基本也是最重要的原则。

3.1目前，哈尔乌素露天矿采用的灭火方法主要有注水降温法、强行采出法、土岩堆堵法和隔离法等。

3.1.1注水降温法利用露天矿现有100吨、40吨水车洒水灭火。对坑下各处进行监护，发现着火，立即注水降温灭火。然后用推土机、前装机及汽车联合作业，将浇灭的发火煤运至安全地点，进行彻底处理。水浇灭火，从经济角度讲，水浇灭火是经济和有效的，但它存在反作用。表现为：①水浇灭火只能灭掉表面火，不能把火彻底灭掉。②水把煤层燃烧的灰分、煤粉等冲刷掉，致使新煤面又暴露在空气中，改善了煤的供氧条件，成为新的发火点。③由于水的作用，产生了大量

的水煤气（CO、H2、H2O等混合物），难以在较短时间内散发掉，使表面被灭掉的火又燃烧起来，这就是一个火点总是灭不熄的最直接原因。

④水冲刷后，严重地破坏了非工作帮台阶的完整，同时水注入边坡内，降低了边坡的稳定性。故此方法只适用于坑下零星火点的防灭火工作。